[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremsbelag einer Bremse, insbesondere für
ein Nutzfahrzeug, und ein Verfahren zum Herstellen des Bremsbelags und eine Bremsbacke,
die den Bremsbelag ausweist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Konditionierverfahren
zur, insbesondere thermischen oder mechanischen, Aktivierung eines Bremsbelages eines
Nutzfahrzeuges sowie ein Nutzfahrzeug, welches zum Ausführen des Konditionierverfahrens
ausgebildet ist.
[0002] Bremsbeläge für den Einsatz in einer Bremse eines Nutzfahrzeugs sind aus dem Stand
der Technik hinlänglich bekannt. Es ist hinreichend bekannt, dass Bremsbeläge beispielsweise
für den Einsatz in einer Trommel- oder einer Scheibenbremse hergestellt werden. Je
nach Einsatz weist der Bremsbelag eine der Geometrie der entsprechenden Bremse angepasste
Form auf. Der Bremsbelag selber ist üblicherweise in drei Schichten aufgebaut, welche
verschiedene Funktionen erfüllen. Zu den Schichten zählen eine äußere Schicht, eine
Bremsbelagmasseschicht, und eine Bindeschicht.
[0003] Die äußere Schicht wird oftmals als "Greencoating" bezeichnet und sorgt dafür, dass
der Bremsbelag bei den ersten durchgeführten Bremsvorgängen bereits ein gewünschtes
Reibverhalten aufweist, bevor die Bremsbelagmasse der Bremsbelagmasseschicht durch
Bremsvorgänge thermisch oder mechanisch aktiviert werden konnte. Im montierten Zustand
der Bremsbelageschicht in einer Bremse wird während eines Bremsvorganges die äußeres
Schicht des Bremsbelages gegen eine Innenseite der Bremstrommel einer Trommelbremse
oder gegen eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse gepresst und im Verlaufe der Bremsvorgänge
zunehmend abgetragen, so dass die Bremsbelagschicht zum Vorschein kommt. Außerdem
wird durch jeden Bremsvorgang Wärmeenergie von der äußeren Schicht in die Bremsbelagmasseschicht
(nachfolgend nur noch Bremsbelagmasse genannt) übertragen, so dass die übertragene
Wärmeenergie zur thermischen oder mechanischen Aktivierung der Bremsbelagmasse dient.
Bei wenigen Bremsvorgängen mit niedrigen Bremsmomenten kann es dazu kommen, dass die
übertragene Wärmeenergie nicht ausreichend ist, um die Bremsbelagmasse thermisch oder
mechanisch zu aktivieren. In diesem Fall bildet die Bremsbelagmasse nur einen geringen
Reibwert an der Oberfläche des Bremsbelages aus, d.h. der Bremsbelag "verglast". Der
Begriff der "Verglasung" ist bei Bremsbelägen hinlänglich bekannt.
[0004] Die Bremsbelagmasse ist üblicherweise die dickste Schicht und stellt ein Verschleißvolumen
bereit, das nach einer erfolgreichen thermischen oder mechanischen Aktivierung durch
die äußere Schicht ein gewünschtes Reib- und Verschleißverhalten aufweist. Im Laufe
der durchgeführten Bremsvorgänge wird das Verschleißvolumen zunehmend durch die thermische
und mechanische Belastung eines jeden Bremsvorganges abgetragen, bis das Verschleißvolumen
aufgebraucht ist und möglicherweise die Bindeschicht sichtbar wird.
[0005] Die Bindeschicht ist nicht Teil des Verschleißvolumens, sondern dient einer Verbesserung
der Anbindung der Bremsbelagmasse an eine Belagrückenplatte. Die Belagrückenplatte
weist eine Belaganbindung auf, welche oft in Form eines Netzes oder von Gussgeometrien
fest mit der Belagrückenplatte verbunden ist. Die Bindeschicht verbindet die Bremsbelagmasse
mit der Belagrückplatte.
[0006] Problematisch ist es, wenn durch die ersten durchgeführten Bremsvorgänge nicht ausreichend
Wärmeenergie erzeugt wird, welche zur thermischen oder mechanischen Aktivierung in
die Bremsbelagmasse eingetragen wird, so dass in der Bremsbelagmasse nicht das gewünschte
Reibverhalten ausgebildet werden kann. Im schlechtesten Fall ist die äußere Schicht
bereits abgetragen, bevor die thermische oder mechanische Aktivierung der Bremsbelagmasse
erfolgen konnte. In diesem Fall kommt es zur Verglasung des Bremsbelages. Dies kann
dazu führen, dass das in Normen vorgegebene Reibverhalten nicht umgesetzt werden kann,
oder der Verschleiß der Bremsbelagmasse zu schnell einhergeht.
[0007] Angesichts der soeben geschilderten Probleme ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen Bremsbelag bereitzustellen, bei dem die thermische oder mechanische Aktivierung
der Bremsbelagmasse verbessert ist. Ferner ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ein Verfahren zum Herstellen des Bremsbelags mit verbesserter Aktivierung sowie eine
Bremsbacke mit einem solchen Bremsbelag bereitzustellen.
[0008] Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Bremsbelag gemäß Anspruch 1, einer Bremsbacke
und einem Verfahren zum Herstellen des Bremsbelags nach Anspruch 12. Weitere Vorteile
und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
[0009] Erfindungsgemäß weist der Bremsbelag eine Bremsbelagmasse mit einem vorbstimmten
Reibungskoeffizienten auf, welche nach einer, insbesondere thermischen oder mechanischen,
Aktivierung ein gewünschtes Reib- und/oder Verschleißverhalten aufweist und ein Verschleißvolumen
bereitstellt; und vorzugsweise eine unterhalb der Bremsbelagmasse angeordneten Bindeschicht
zum Verbinden der Bremsbelagmasse mit einer Belagrückenplatte, wobei die Bremsbelagmasse
mindestens einen Aktivierungsbereich mit einem die Aktivierung der Bremsbelagmasse
unterstützenden Material aufweist. Zur Entfaltung des gewünschten bzw. vorbestimmten
Reib- und/oder Verschleißverhaltens bedarf der Bremsbelag der thermischen oder mechanischen
Aktivierung, damit sich ein gewünschter bzw. vorbestimmter Reibungskoeffizient der
Bremsbelagmasse langfristig einstellt und sich somit ein gewünschtes Bremsverhalten
des Nutzfahrzeuges, in dem der Bremsbelag verbaut ist, einstellt. Erfindungsgemäß
ist in der Bremsbelagmasse mindestens ein Aktivierungsbereich vorgesehen, welcher
ein die Aktivierung der Bremsbelagmasse unterstützendes Material aufweist oder enthält.
Das unterstützende Material dient dazu, den Energieeintrag durch einen Bremsvorgang
an die Bremsbelagmasse zu übertragen. Hierdurch wird die Bremsbelagmasse bei einem
Bremsvorgang durch die dabei erzeugte Reibenergie und den damit verbundenen Energieübertrag
in die Bremsbelagmasse aktiviert, wodurch sich das gewünschte Reib- und/oder Verschleißverhalten,
insbesondere der Bremsbelagmasse, einstellt. Die Bremsbelagemasse weist vor der Aktivierung
ein Reib- und Verschleißverhalten auf, welches unzureichend ist als nach der Aktivierung.
Durch die Aktivierung wird mindestens eine Materialeigenschaft verändert, so dass
die Bremsbelagmasse eine gewünschte Reibkraft zur Verfügung stellen kann. Der Vorteil
des unterstützenden Materials liegt nun darin, dass dieses den Energieübertrag begünstigt,
insbesondere wenn die Bremsmomente bei den Bremsvorgängen gering sind. Hierzu kann
das unterstützende Material beispielsweise eine im Vergleich zu der Bremsbelagmasse
höhere thermische Leitfähigkeit und/oder einen höheren Reibungskoeffizienten aufweisen.
Vorzugsweise ist das Verhältnis des Reibungskoeffizienten der Bremsbelagmasse vor
der Aktivierung zum Reibungskoeffizienten des unterstützenden Materials zwischen 0,4
bis 0,9, vorzugsweise 0,5 bis 0,7. Nach der Aktivierung können beide Reibungskoeffizienten
sogar ähnlich groß sein.
Vorliegend sind die erfindungsgemäßen Bremsbeläge für den Einsatz in Nutzfahrzeugen,
wie einem Straßen- oder Schienenfahrzeug geeignet. Unter dem Begriff Fahrzeug sind
dabei nicht nur Fahrzeuge mit eigenen Antrieb zu verstehen, sondern auch Fahrzeuge
ohne eigenen Antrieb, d.h. solche, die gezogen werden, beispielsweise Sattelanhänger
oder Sattelauflieger, Deichselanhänger, Wagons oder dergleichen. Ferner ist der Begriff
"unterhalb" so zu verstehen, dass im montierten Zustand des Bremsbelages in oder an
einer Belagrückenplatte, die Belagrückenplatte für den Bremsbelag einen Boden bildet,
über dem sich der Bremsbelag erstreckt. Der Ausdruck "unterhalb der Bremsbelagmasse"
bedeutet folglich, dass sich im montierten Zustand unterhalb der Bremsbelagmasse die
Belagrückenplatte befindet.
[0010] Bevorzugt weist das unterstützende Material einen, insbesondere von dem Rebungskoeffizienten
der Bremsbelagmasse abweichenden, weiteren Reibungskoeffizienten auf und stellt eine
Reibkraft ohne Aktivierung der Bremsbelagmasse bereit. Beispielsweise ist der Reibungskoeffizient
des unterstützenden Materials größer als der Reibungskoeffizient der Bremsbelagmasse.
Hierdurch wird erreicht, dass das unterstützende Material eine ausreichend große Reibkraft
bereitstellen kann, noch bevor die Aktivierung der Bremsbelagmasse ausgeführt ist.
Dies hat den Vorteil, dass eine gewisse Reibkraft schon bei den ersten Bremsvorgängen,
welche beispielsweise ein niedriges Bremsmoment aufweisen, bereitgestellt werden kann.
Das unterstützende Material kann Materialen aufweisen oder daraus gebildet sein, welche
beispielsweise als "Greencoating bekannt sind. Es ist ferner denkbar, dass das unterstützende
Material weitere Stoffe aufweist, welche den Reibungskoeffizienten des unterstützenden
Materials in Summe erhöht oder erniedrigt.
[0011] Die, insbesondere thermische oder mechanische, Aktivierung erfolgt durch einen Bremsvorgang
oder durch eine Mehrzahl von Bremsvorgängen. Dies hat den Vorteil, dass der Bremsbelag
sich der Geometrie der Bremse oder der Bremsbacke, in der der Bremsbelag montiert
ist, derart anpasst, dass das gewünschte Reib- und/oder Verschleißverhalten des Bremsbelags
ausgebildet wird.
[0012] In einer Ausführungsform des Bremsbelags weist die Bremsbelagmasse das unterstützende
Material in einer Mehrzahl an zueinander beabstandeten Aktivierungsbereichen auf.
Bevorzugt sind die Aktivierungsbereiche parallel oder nicht parallel zueinander beabstandet.
Es ist auch denkbar, dass die Aktivierungsbereiche teilweise parallel und teilweise
nicht parallel zueinander ausgebildet sind. Insbesondere können sich zwei Aktivierungsbereiche
schneiden, so dass der Aktivierungsbereich eine zwei- oder dreidimensionale Kontur
in der Bremsbelagmasse aufweist. Dies hat den Vorteil dass sich der Aktivierungsbereich,
der das unterstützende Material aufweist oder enthält, sich durch die gesamte Bremsbelagmasse
erstrecken kann, wodurch eine Aktivierung der Bremsbelagmasse auch in einem Bereich
nahe der Belagrückenplatte, insbesondere bei den letzten Bremsvorgängen, sicher gestellt
werden kann.
[0013] In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Mehrzahl an Aktivierungsbereichen vorgesehen,
welche in gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Abständen in der Bremsbelagmasse angeordnet
sind. Beispielsweise können im Bereich nahe der Belagrückenplatte die Aktivierungsbereiche
zueinander einen größeren Abstand aufweisen, als in einem von der Belagrückenplatte
entfernteren Bereich der Bremsbelagmasse, d.h. in einem Bereich der Oberfläche des
Bremsbelages. Dies hat den Vorteil, dass ein Verschleiß der Bremsbelagmasse zwischen
zwei Aktivierungsbereichen in einem von der Belagrückenplatte entfernteren Bereich
reduziert ist. Eine Anordnung der Aktivierungsbereiche in gleichmäßigen Abständen
hat den Vorteil, dass der Verschleiß über die gesamte Lebensdauer des Bremsbelags
gleichmäßig verläuft und insgesamt durch die Aktivierungsbereiche reduziert ist. Durch
die Aktivierungsbereiche wird die Lebensdauer des Bremsbelages insgesamt gesteigert.
[0014] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Aktivierungsbereiche in einer
zueinander versetzten Anordnung angeordnet, insbesondere ist mindestens ein Aktivierungsbereich
als Karbidschicht ausgebildet. Bevorzugt sind die Aktivierungsbereiche und die Bereiche,
welche Bremsbelagmasse aufweisen, schachbrettmusterartig oder dergleichen angeordnet.
Insbesondere sind die Aktivierungsbereiche in die Belagmasse nicht flächig durchgehend
eingebracht, sondern weisen Unterbrechungen durch die Bremsbelagmasse auf. Auf diese
Weise können Trennschichten, welche Aktivierungsbereiche oder einen Aktivierungsbereich
aufweisen, in der Bremsbelagmasse, welche sich durch Bremsvorgänge abträgt, ausgebildet
sein. Eine Trennschicht hat den Vorteil, dass eine saubere Abtrennung der abzutragenden
Bremsbelagschicht erfolgt, wodurch der Bremsbelag eine neuwertige Oberfläche aufweist,
nachdem diese durch die davor gelagerte Aktivierungsschicht aktiviert worden ist.
Durch die versetzte Anordnung wird vorteilhafterweise erreicht, dass sich keine durchgehende
flächige Schicht der Bremsbelagmasse bei Erreichen des als Trennschicht wirkenden
Aktivierungsbereiches ablöst, sondern nur Segmente der Bremsbelagmasse.
[0015] Bevorzugt sind die Aktivierungsbereiche in Form von Schichten oder Linien oder Plättchen
bzw. Flächenabschnitten ausgebildet. Die Aktivierungsbereiche können somit unterschiedliche
Dicken und Längen aufweisen. Je dicker eine Aktivierungsschicht ausgebildet ist, desto
mehr Aktivierungsenergie stellt diese für die Aktivierung der Bremsbelagmasse bereit.
Je länger ein Aktivierungsbereich ausgebildet ist, desto größer ist der Kontaktbereich
zwischen Aktivierungsbereich und Bremsbelagmasse, der zum Energieübertrag genutzt
wird. Diese hat den Vorteil, dass der Wärmeeintrag mindestens teilweise über die Dicke
oder teilweise über die Länge der Aktivierungsbereiche regulierbar ist.
[0016] Weiter bevorzugt sind die Aktivierungsbereiche in Form von, vorzugsweise unterschiedlichen,
Pulvern, granularen Medien oder vorgefertigten sich zweidimensional oder dreidimensional
erstreckenden Körpern ausgebildet. Beispielsweise weist ein Aktivierungsbereich ein
Gemisch aus mindestens einem Pulver und mindestens einem granularen Medium auf. Dies
hat beispielsweise den Vorteil, dass hierdurch die Dichte, die thermische Leitfähigkeit
und/oder der Härtegrad der Aktivierungsschicht kontrolliert werden kann. Zudem ist
es denkbar, dass zwei unterschiedliche Aktivierungsbereiche unterschiedliche Gemische
aufweisen, und somit die Dichte und/oder die thermische Leitfähigkeit und/oder der
Härtegrad der unterschiedlichen Aktivierungsbereiche variieren. Dies hat den Vorteil,
dass der Energieübertrag von Aktivierungsbereich zu Aktivierungsbereich kontrollierbar
variable ist. Bevorzugt werden vorgefertigte, sich zweidimensional oder dreidimensional
erstreckenden Körper, wie beispielsweise dreieckige, viereckige, polygonale Körper
in die Bremsbelagmasse eingebracht. Beispielsweise kann der Körper die Form eines
Prismas, eines Stern, eines Zylinders, oder dergleichen haben. Das Einbringen von
vorgefertigten Körpern hat den Vorteil, dass die Aktivierungsbereiche gegenüber der
Bremsbelagmasse abgrenzt sind, insbesondere einen scharfen Übergang aufweisen.
[0017] Bevorzugt weist der Bremsbelag eine Erstreckungsrichtung, entlang derer sich die
Bremsbelagmasse und/oder der mindestens eine Aktivierungsbereich erstrecken, und eine
Abtragsrichtung, entlang derer sich eine Dicke der Bremsbelagmasse und/oder des mindestens
einen Aktivierungsbereiches erstrecken, auf, wobei das Verschleißvolumen in Abtragsrichtung
mit zunehmenden Gebrauch des Bremsbelags abnimmt. Die Erstreckungsrichtung ist bevorzugt
senkrecht zur Abtragsrichtung.
[0018] In einer bevorzugten Ausführungsform weist der mindestens eine Aktivierungsbereich
ein Profil, insbesondere ein S-förmiges, ein Bogenförmiges Profil, ein diagonales
Profil oder dergleichen, auf, welches sich durch das Verschleißvolumen erstreckt.
Das Profil erstreckt sich bevorzugt entlang der Erstreckungsrichtung und/oder entlang
der Abtragsrichtung des Bremsbelages. Besonders bevorzugt erstreckt sich das Profil
entlang der Erstreckungsrichtung und entlang einer Breite des Profils in Abtragsrichtung.
Dabei ist es denkbar, dass die Breite des Profils, also die Erstreckung des Profils
in Abtragsrichtung, entlang der Erstreckungsrichtung variiert. Das Ausbilden des Aktivierungsbereiches
oder der Aktivierungsbereiche in Form eines Profils hat den Vorteil, dass der Bremsbelag
mit einer vorbestimmten Bremscharakteristik ausgebildet ist und ein Teil des Aktivierungsbereiches
bei jedem Bremsvorgang unterstützend zur Verfügung steht.
[0019] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der mindestens eine Aktivierungsbereich
gegenüber der Bremsbelagmasse einen unterschiedlichen Härtegrad und/oder eine unterschiedliche
Wärmeleitfähigkeit auf. Bevorzugt weist der Aktivierungsbereich einen größeren oder
gleichgroßen Härtegrad wie die Bremsbelagmasse auf. Insbesondere weist der Aktivierungsbereich
eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf, welche den Wärmeeintrag während eines Bremsvorganges
begünstigt, insbesondere erhöht. Die Wärmeleitfähigkeit weist dabei höchstens einen
vorbestimmten Maximalwert auf. Dies hat den Vorteil, dass der Energieeintrag in die
Bremsbelagmasse über den Aktivierungsbereich beschränkt ist, so dass die Bremsbelagmasse
vor Überhitzung geschützt wird. Einer Zerstörung der Bremsbelagmasse durch Überhitzen
wird damit effektiv entgegengewirkt, insbesondere verhindert.
[0020] Besonders bevorzugt weisen die bzw. eine Vielzahl der Aktivierungsbereiche untereinander
unterschiedliche Härtegrade und/oder unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten auf. Dies
wird beispielsweise dadurch erreicht, dass dem unterstützenden Material ein oder mehrere
den Härtegrad und/oder die Wärmeleitfähigkeit beeinflussendes oder veränderndes weiteres
Material hinzugefügt ist. Dies hat den Vorteil, dass ein Bremsbelag mit einer bestimmten
vorgegeben Bremscharakteristik ausgebildet werden kann.
[0021] In einer bevorzugten Ausführungsform weist der mindestens eine Aktivierungsbereich
eine Aktivierungsbereichsdicke auf, welche konstant oder entlang einer Richtung, insbesondere
der Erstreckungsrichtung, variiert. Ferner können beispielsweise ein Aktivierungsbereich
in Form eins Profils ausgebildet sein und ein weiterer Aktivierungsbereich in Form
von Linien und/oder Plättchen und/oder Schichten ausgebildet sein. Durch eine variierende
Dicke kann eine in der Richtung, insbesondere der Erstreckungsrichtung variierenden
Bremscharakteristik ausgebildet werden.
[0022] Weiter bevorzugt weist der Bremsbelag eine äußere Schicht mit einem vorbestimmten
Reibungskoeffizienten auf, wobei die äußere Schicht dazu geeignet ist, bei, insbesondere
ersten, Bremsvorgängen eine vorbestimmte erste Reibkraft zu erzeugen. Dies hat den
Vorteil, dass bei noch nicht erfolgter thermischer Aktivierung ein ausreichender Reibwiderstand
des Bremsbelags vorhanden ist. Ferner kann die äußere Schicht dazu verwendet werden,
den Energieeintrag in die Bremsbelagmasse zu begünstigen. Dazu weist die äußere Schicht
insbesondere einen Härtegrad und/oder einer Wärmeleitfähigkeit und/oder einen Reibungskoeffizienten
auf, welcher/welche dem eines Aktivierungsbereiches entspricht.
[0023] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Bremsbacke mit einer Belagrückenplatte
und einem Bremsbelag wie zuvor beschrieben. Bremsbacken sind ein wesentlicher Bestandteil
einer Bremse, insbesondere einer Trommelbremse. Die Bremsbacke ist Träger des Reibmaterials,
welches durch die Bremsvorgänge zunehmend abgetragen wird. Die abnehmende Dicke des
Reibmaterials wird durch einen Nachstellmechanismus der Bremse nachjustiert. Diese
Nachjustierung ist nur solange möglich, wie ausreichend Reibmaterial zur Abtragung
zur Verfügung steht. Ein Vorteil einer Bremsbacke mit dem erfindungsgemäßen Bremsbelag
ist das die Lebensdauer der Bremsbacke erhöht ist. Der erfindungsgemäße Bremsbelag
ist für die Verwendung in handelsüblichen Bremsbacken geeignet.
[0024] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bremsbelags
einer Bremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, wobei das Verfahren folgende Schritte
umfasst: a) Einbringen einer Bremsbelagmasse in eine Presse; b) Anordnen eines Einbringmittels
auf die Bremsbelagmasse, wobei das Einbringmittel mindestens einen Einbringbereich
aufweist, in der ein eine Aktivierung unterstützendes Material eingebracht wird; c)
Entfernen des Einbringmittels aus der Presse; d) anschließendes Ausformen der Bremsbelagmasse
mit dem unterstützenden Material unter Druck und/oder Hitze. Bevorzugt sind sowohl
die Belagmasse als auch das unterstützende Material jeweils in Form von Pulvern und/oder
granularen Medien oder Gemischen aus beiden in die Presse einbringbar. Besonders bevorzugt
ist das einen Aktivierungsbereich ausbildenden unterstützende Material auch als vorgefertigtes
Profil, wie zuvor beschrieben, in die Presse einlegbar. Zu den möglichen Ausführungsformen
der Aktivierungsschicht wird an dieser Stelle auf die Ausführungsformen in den Vorrichtungsansprüchen
verwiesen. Ferner ist es denkbar, den das unterstützende Material umfassenden Aktivierungsbereich
in flüssiger Form auf die Bremsbelagmasse aufzuspritzen, wobei die Flüssigkeit dann
im Anschluss aushärtet.
[0025] Bevorzugt ist das Einbringmittel als eine Maske mit mindestens einer Maskenöffnung
zum Ausbilden mindestens eines Maskenbereiches ausgebildet, in dem das unterstützende
Material eingebracht wird, oder als eine Verdrängungsform zum Verdrängen der Bremsbelagmasse
und zum Aufnehmen des unterstützenden Materials mit einem Aufnahmevolumen ausgebildet
ist. In das Aufnahmevolumen der Verdrängungsform wird das unterstützende Material
eingebracht, insbesondere in Form eines Pulvers und/oder eines granularen Mediums.
Nach dem Einbringen des unterstützenden Materials wird das Einbringhilfemittel, insbesondere
aus der Presse, entfernt. Anschließend wird dann die Bremsbelagmasse mit dem unterstützenden
Material verpresst, insbesondere unter Wärmeeinwirkung verpresst.
[0026] Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird statt der Ausführung der
Schritte b) und c) mindestens ein vorgeformter Aktivierungsbereich, welcher das eine
Aktivierung der Bremsbelagmasse unterstützendes Material umfasst, in die Presse eingebracht.
Insbesondere kann ein Aktivierungsbereich auf oder in die Bremsbelagmasse eingespritzt
werden, insbesondere bevor die Bremselagmasse verpresst wird. Dies hat den Vorteil,
dass der mindestens eine Aktivierungsbereich mit einer beliebigen Form, insbesondere
mit einem beliebigen Profil, ausgebildet werden kann. Ferner hat diese Art des Einbringens
des oder der Aktivierungsbereiches/e den Vorteil, dass zwischen einem Aktivierungsbereich
und der Bremsbelagmasse ein scharfer Übergang erzeugt werden kann. Beim Einbringen
des unterstützenden Materials hingegen über das Einbringmittel kann, insbesondere
beim Entfernen desselben, ein Übergangsbereich entstehen, in dem das unterstützende
Material mit der Bremsbelagmasse vermischt sein kann.
[0027] Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zum Herstellen eines Bremsbelags kann ein Einlegen
der Belagrückenplatte optional durch ein Einbringen einer Verbindungsschicht zwischen
der Bremsbelagmasse und der Belagrückenplatte ergänzt werden. Die Bremsbelagmasse
kann in Form eines Pulvers in die Pressform eingebracht werden. Dies kann manuell,
d.h. beispielsweise per Hand oder per Roboter, gestreut oder eingeblasen oder von
einem Band gefördert werden oder dergleichen. In einem ersten Prozessschritt, einem
sogenannten ersten Hub, bringt die Presse über ein entsprechend ausgeformtes Werkzeug
einen Teil der eingebrachten Bremsbelagmasse in Form, wie hierin bereit beschrieben
(siehe Darstellung 1). Das in Form bringen der Bremsbelagmasse kann bei geringem Druck
und/oder Temperatur, wie beispielsweise Raumtemperatur, geschehen. Ein Pressen der
Beläge findet in einem anschließenden zweiten Hub statt. Alternativ kann eine untere
eingebrachte Schicht in Der Presse bereits beim ersten Ausformen unter Druck und Temperaturerhöhung
verpresst werden. Nachdem die gewünschte Form, beispielsweise ein Bogen nach oben
oder unten gewölbt, eine Schräge oder ein S-Profil oder dergleichen, hergestellt wurde,
wird eine Zwischenschicht zur Aktivierung der Bremsbelagmasse eingebracht. Eine solche
Zwischenschicht umfasst das unterstützende Material. Das unterstützende Material kann
aufgesprüht, getropft oder auch in Form eines Pulvers aufgebracht werden. Der verbleibende
Raum bis zu einer Oberkante des Werkzeugs wird mit dem Pulver der Bremsbelagmasse
verfüllt. Mit einem planen Stempel wird anschließend die gesamte Masse abschließend
gepresst.
[0028] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Konditionierverfahren zur, insbesondere
thermischen oder mechanischen, Aktivierung eines Bremsbelages eines Nutzfahrzeuges,
wobei das Nutzfahrzeug ein elektronisches Bremssystem mit mindestens einem Steuermodul
zum Ausführen einer elektronisch gesteuerten Bremsung umfasst, wobei das Konditionierverfahren
folgenden Schritt umfasst: Anlegen eines vorbestimmten Druckes an den Bremsbelag bei
einem Ausführen der elektronisch gesteuerten Bremsung, wobei durch den vorbestimmten
Druck eine vorbestimmte Reibtemperatur in den Bremsbelag zum Konditionieren eines
vorbestimmten Reib- und/oder Verschleißverhaltens des Bremsbelages eingetragen wird.
Durch das elektronische Bremssystem wird gezielt mindestens eine Bremsung der Bremse
im Neuzustand bzw. des Bremsbelages im Neuzustand durchgeführt. Indem ein vorbestimmter
Druck über das elektronische Bremssystem an den Bremsbelägen der Bremse angelegt wird,
wird eine vorbestimmte Temperatur durch Reibung in den Bremsbelägen erzeugt, welche
vorliegend mit Reibtemperatur bezeichnet ist. Durch das Erzeugen der Reibtemperatur
werden die Bremsbeläge des Nutzfahrzeuges mechanisch und/oder thermisch aktiviert,
so dass die Bremsbeläge ein vorbestimmtes Reib- und/oder Verschleißverhalten nach
der Aktivierung aufweisen. Eine solche Aktivierung ist auch nach einer Erstaktivierung
im Neuzustand durchführbar. Bevorzugt setzt sich der vorbestimmte Druck aus einem
Anlegedruck und einen weiteren geringfügigen Druck zusammen. Der Anlegedruck ist hierbei
ein Druck, welcher aufgebracht werden muss, um einen Kontakt zwischen den Bremsbelägen
und der Bremsschreibe oder der Bremstrommel zu erzeugen. Der weitere geringfügige
Druck ist jener Druck, welcher zur Erzeugung der Reibung zwischen den Bremsbelägen
und der Bremsschreibe oder der Bremstrommel verantwortlich ist und damit zur Erzeugung
der Reibtemperatur verwendet wird. Bevorzugt beträgt der weitere geringfügige Druck
das 0,1facher bis 0,5-fache des Anlegedrucks, bevorzugt das 0,2-fache des Anlegedrucks.
Das Konditionierverfahren hat den Vorteil, dass ein vorbestimmtes Reib- und/oder Verschleißverhalten
in einem Neuzustand und auch nach einem Verschleiß, insbesondere nach Abtrag einer
Bremsbelagschicht, gezielt einstellbar ist.
[0029] Bevorzugt wird bei dem Konditionierverfahren das Anlegen des vorbestimmten Druckes
über das mindestens eine Steuermodul bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit und/oder
für die Dauer eines definierten Zeitintervalls ausgeführt. Hierdurch kann die Erzeugungs-
und/oder Eintragdauer der Reibtemperatur in den Bremsbelag gesteuert werden. Bevorzugt
beträgt die vorbestimmte Geschwindigkeit bis zu 50 Km/h, besonders bevorzugt bis zu
30 Km/h oder weniger. Die Dauer des definierten Zeitintervalls beträgt bevorzugt bis
zu 5 Sekunden, besonders bevorzugt bis 1 Sekunde oder 2 Sekunden.
[0030] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Konditionierverfahrens wird die vorbestimmte
Reibtemperatur mittels mindestens eines Sensors, insbesondere mittels eines Temperatur-
oder eines Drucksensors, erfasst. Bevorzugt wird der von dem mindestens einen Sensor
erfasste Wert an das mindestens eine Steuermodul weitergeleitet, so dass das Steuermodul
den vorbestimmten Druck und/oder die Dauer des definierten Zeitintervalls gegebenenfalls
reguliert, sofern eine zu geringe oder eine zu hohe Reibtemperatur in dem Bremsbelag
eingetragen wird. Diese hat den Vorteil, dass mit Hilfe des vorgeschlagenen Konditionierverfahrens
die Aktivierung in situ überprüft und gegebenenfalls geregelt werden kann. Hierdurch
wird die Aktivierung des Bremsbelages jedenfalls sichergestellt.
[0031] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug mit einer Bremse und
einem elektronischen Bremssystem zum Ausführen einer elektronisch gesteuerten Bremsung,
wobei das elektronische Bremssystem mindesten ein Steuermodul umfasst, welches dazu
konfiguriert ist, eine Bremsung gemäß einem Konditionierverfahren, welches zuvor beschrieben
wurde, auszuführen.
[0032] Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
Es versteht sich, dass einzelne in den jeweiligen Figuren gezeigte Ausführungsformen
Merkmale aufweisen können, die auch in anderen Ausführungsformen zum Einsatz gelangen
können, auch wenn dies nicht explizit genannt ist, und sofern dies nicht aufgrund
technischer Gegebenheiten oder explizit ausgeschlossen wurde. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Schnittansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Bremsbelags, welcher
auf einer Belagrückenplatte montiert ist,
- Fig. 2
- eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Bremsbelags, welcher auf einer Belagrückenplatte
montiert ist,
- Fig. 3a
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schnittansicht des erfindungsgemäßen Bremsbelags,
welcher auf einer Belagrückenplatte montiert ist,
- Fig. 3b, c
- zwei Draufsichten an zwei verschiedenen Schnittstellen zur Ansicht nach Fig. 3a,
- Fig. 4a-d
- weitere Ausführungsbeispiele von Schnittansichten des erfindungsgemäßen Bremsbelags,
welcher auf einer Belagrückenplatte montiert ist,
- Fig. 5a-d
- weitere Ausführungsbeispiele von Schnittansichten des erfindungsgemäßen Bremsbelags,
welcher auf einer Belagrückenplatte montiert ist,
- Fig. 6
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schnittansicht des erfindungsgemäßen Bremsbelags,
welcher auf einer Belagrückenplatte montiert ist,
- Fig. 7a-c
- verschiedene Draufsichten des erfindungsgemäßen Bremsbelags, und
- Fig. 8
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schnittansicht des erfindungsgemäßen Bremsbelags,
welcher auf einer Belagrückenplatte montiert ist, und
- Fig. 9
- ein schematisch dargestelltes Nutzfahrzeug, in welchem der vorgeschlagene Bremsbelag
verbaut ist und zum Durchführen des vorgeschlagenen Konditionierverfahrens ausgebildet
ist.
- Fig. 10a-f
- ein schematisch dargestelltes Einbringen der Bremsbelagmasse (Figs. 10a-c), ein Verteilen
der Bremsbelagmasse (Fig. 10d) sowie ein Einbringen des unterstützenden Materials
in die Presse (Figs. 10e-f).
[0033] Die Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines aus dem Stand der Technik
bekannten Bremsbelags 1. Die Figs. 2 bis 8 zeigen die vorteilhaften Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Bremsbelags 1.
[0034] Der in der Fig. 1 dargestellt Bremsbelag 1 weist eine Bremsbelagmasse 2 auf, welche
einer Dicke 3 entlang einer Abtragsrichtung 4 aufweist und sich senkrecht zur Abtragsrichtung
4 entlang einer Länge 5 in Erstreckungsrichtung 6 erstreckt. Die Bremsbelagmasse 2
stellt entlang ihrer Abtragsrichtung 4 ein Verschleißvolumen zur Verfügung, welches
mit steigender Anzahl der Bremsvorgänge in Abtragsrichtung 4 reduziert wird, d.h.
abgerieben oder abgetragen wird. Die Pfeilspitze in der Fig. 1 zeigt in Abtragsrichtung
4.
[0035] Die Bremsbelagmasse 2 ist auf einer Belagrückenplatte 7 montiert. Die Belagrückenplatte
7 ist mit einer Bremsbelaganbindung 8 ausgebildet, welche beispielsweise in Form eines
Netzes oder von Gussgeometrien fest mit der Belagrückenplatte 7 verbunden ist. Der
Bremsbelag 1 gemäß Fig. 1 weist ferner eine äußere Schicht 9 auf, welche als "Greencoating"
bezeichnet wird. Die äußere Schicht 9 sorgt dafür, dass der Bremsbelag 1 bei den ersten
durchgeführten Bremsvorgängen bereits ein gewünschtes Reibverhalten aufweist, bevor
die Bremsbelagmasse 2, insbesondere thermisch oder mechanisch, aktiviert wurde. Zwischen
der Bremsbelagmasse 2 und der Bremsbelaganbindung 8 ist vorzugsweise eine Bindeschicht
10 vorgesehen, welche der Verbesserung der Anbindung der Bremsbelagmasse 2 an die
Belagrückenplatte 7 dient.
[0036] Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bremsbelags 1 werden in Zusammenschau
mit den Figs. 2 bis 7c beschrieben, wobei gleiche Merkmale dasselbe Bezugszeichen
erhalten. Insbesondere die Merkmale, welche bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben
wurden, sind mit demselben Bezugszeichen versehen.
[0037] Ein erster erfindungsgemäßer Bremsbelag 1 gemäß Fig. 2 weist zusätzlich zu dem aus
dem Stand der Technik bereits bekannten Bremsbelag 1 gemäß Fig. 1 mindestens einen
Aktivierungsbereich 11 auf. Der in Fig. 2 dargestellte Bremsbelag weist drei Aktivierungsbereiche
11 auf, wobei zwei der drei Aktivierungsbereiche 11 in Form von durchgängigen Schichten
entlang der Erstreckungsrichtung 6 ausgebildet sind und der sich zwischen diesen beiden
Aktivierungssbereichen 11 angeordnete dritte Aktivierungsbereich 11 in Form von gestrichelten
Linienbereichen entlang der Erstreckungsrichtung 6 ausgebildet ist. Im Sinne der technischen
Lehre der Erfindung kann selbstverständlich auch eine andere Anordnung oder Abfolge
der Aktivierungsbereiche 11 in der Bremsbelagmasse 2 vorgesehen sein. Die Aktivierungsbereiche
11 sind mit einem unterstützenden Material 12 gefüllt, wobei das unterstützende Material
12 die Aktivierung der Bremsbelagmasse 2 unterstützt. Die durch einen oder mehrere
Bremsvorgänge erzeugte Reibenergie wird in Form von Wärmeenergie in die Bremsbelagmasse
dissipiert, insbesondere durch die äußere Schicht 9 oder durch einen Aktivierungsbereich
11 wird die Aktivierung der Bremsbelagmasse unterstützt.
[0038] Die Fig. 3a zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremsbelags,
bei dem die mit dem unterstützenden Material 12 gefüllten Aktivierungsbreiche 11 schachbrettmusterartig
in der Bremsbelagmasse 2 angeordnet sind. Auch bei dieser Ausführungsform ist eine
Anordnung der Aktivierungsbreiche 11 entsprechend einem beliebigen anderen Muster
von der technischen Lehre der Erfindung umfasst. Während die Fig. 3a eine Schnittansicht
des Bremsbelags 1 zeigt, zeigen die Figs. 3b und 3c eine schematische Draufsicht auf
den Bremsbelag 1, wobei Fig. 3b eine sich abwechselnde schichtenweise Anordnung der
Bremsbelagmasse 2 und des Aktivierungsbereichs 11 zeigt und Fig. 3c ein schachbrettförmiges
Muster, wobei die Flächen der einzelnen Felder des Schachbrettmusters einen variablen
Flächeninhalt aufweisen. Denkbar ist es auch, dass der Flächeninhalt der Felder der
Bremsbelagmasse 2 konstant ist und/oder der Flächeninhalt der Felder der Aktivierungsbereiche
11 konstant ist. Die Flächeninhalte der Felder der Bremsbelagmasse 2 und der Aktivierungsbereiche
11 können dabei gleich groß oder unterschiedlich groß sein.
[0039] Die Figs. 4a bis 4c zeigen weitere Ausführungsformen des Bremsbelages 2 in einer
Schnittansicht. Fig. 4a zeigt ein diagonal verlaufendes Streifenmuster der Aktivierungsbereiche,
wobei diagonal verlaufend bedeutet, dass die Aktivierungsbereiche in Bezug auf die
Abtragsrichtung 4 einen Winkel, insbesondere von im Wesentlichen 45°, einschließt
und in Bezug auf die Erstreckungsrichtung 6 einen Winkel einschließt. Auch hier sind
andere Winkel denkbar.
[0040] Fig. 4b zeigt einen einzigen Aktivierungsbereich 11, welcher sich quer über die Bremsbelagmasse
2 erstreckt, insbesondere in einem Winkel α zur Abtragrichtung 4 und in einem Winkel
90°- α in Erstreckungsrichtung 6. Die Figs. 4c und 4d zeigen den Aktivierungsbereich
11 in Form eines bogenförmigen Profils, welches sowohl in Erstreckungsrichtung 6 als
auch in Abtragsrichtung 4 verläuft. Wie beispielsweise in Fig. 5d zu sehen ist, kann
das Profil des Aktivierungsbereichs 11 eine variable Dicke 13, insbesondere in Richtung
der Abtragsrichtung 4, aufweisen. Es ist ferner denkbar den Aktivierungsbereich 11
als eine flächige Schicht mit einer entlang der Erstreckungsrichtung 6 verlaufenden
konstanten Dicke 13 (siehe Fig. 5a) oder als dreieckig- oder kegelstumpf-förmige Aktivierungsbereiche
11 auszubilden (Figs. 5b, 5c).
[0041] Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 zeigt ein, im Wesentlichen S-förmiges, Profil des
Aktivierungsbereiches 11, welches sich entlang der Erstreckungsrichtung 6 durch die
Bremsbelagmasse 2 erstreckt. Bei Erreichen eines besonders kritischen Stadiums des
Verschleißes des Bremsbelages 1 (siehe gestrichelte Linie 14) steht ein verhältnismäßig
größerer Aktivierungsbereich 11 mit unterstützendem Material 12 zur Verfügung, um
während eines Bremsvorganges eine ausreichend hohe Bremskraft aufbringen zu können,
d.h. bei Erreichen des kritischen Stadiums 14 ist der Aktivierungsbereich entsprechend
des erforderlichen Reibwertes größer ausgebildet. Anstelle eines S-förmigen Profils
könnte eine beliebige andere Kontur in die Bremsbelagmasse 2 eingebracht werden, abhängig
davon, an welcher gewünschten Stelle die Fläche des das unterstützende Material 12
aufweisende Aktivierungsbereiches 11 bevorzugt größer in Relation zur der Fläche der
Bremsbelagmasse 2 ausgebildet sein soll.
[0042] Die Figs. 7a bis 7c zeigen jeweils in einer Draufsicht verschiedene Ausführungsformen
für die Anordnung des mindestens einen Aktivierungsbereiches 11. Es ist beispielsweise
denkbar, dass diese drei Draufsichten drei von einer Mehrzahl an Draufsichten sind,
die sich zu einem dreidimensionalen Profil, welches sich durch das Verschleißvolumen
der Bremsbelagmasse 2 erstreckt, zusammenfügen.
[0043] Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, in dem die Aktivierungsbereiche 11
in Form von in die Bremsbelagmasse 2 eingelegten Zylindern, welche das die Aktivierung
unterstützende Material 12 umfassen, eingebracht sind. Selbstverständlich ist es denkbar
Körper 15 wie beispielsweise Dreiecke, Vierecke, Polygone, Ovale, Prismen oder dergleichen
als Aktivierungsbereiche einzuführen. Die Aktivierungsbereiche 11 in Form von eingebrachten
Körpern 15 können massive Körper oder Hohlkörper sein. Während die Massivkörper auf
Grund ihres Volumens eine größere Menge an Energie aufnehmen, können die Hohlkörper
auf Grund ihres Oberflächen-zu-Volumen Verhältnisses einen größeren Energieübertrag
an die Bremsbelagmasse 2 leisten. Es ist auch denkbar, Körper 15 verschieden Formen
in die Bremsbelagmasse 2 einzubringen, insbesondere können Körper 15 und Aktivierungsschichten
11 gemäß einer der zu den Figs. 2-7c beschriebenen Art kombiniert werden.
[0044] Allen Ausführungsformen, welche unter Anderem den Figs. 2 bis 8 zu entnehmen sind,
ist sind von der erfindungsgemäßen technischen Lösung umfasst, dass sie mindestens
einen Aktivierungsbereich 11 aufweisen, welche das die Aktivierung unterstützende
Material 12 umfasst.
[0045] Die Herstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremsbelages 1 erfolgt,
indem zunächst eine Bremsbelagmasse 2 in eine Presse (nicht dargestellt) eingebracht
wird. Auf der Bremsbelagmasse 2 wird dann ein Einbringmittel (nicht dargestellt) angeordnet,
wobei das Einbringmittel mindestens einen Einbringbereich aufweist, in der das die
Aktivierung unterstützende Material eingebracht wird. Insbesondere ist das Einbringmittel
in Form einer Maske, welche eine oder mehrere Maskenöffnungen aufweist, oder in Form
von mindestens einem Verdrängungskörper zum Verdrängen der Bremsbelagmasse 2 ausgebildet.
Der Verdrängungskörper umfasst mindestens einen Hohlraum zum Einfüllen des unterstützenden
Materials 12. Das Volumen des Hohlraumes entspricht beispielsweise dem Volumen eines
Aktivierungsbereiches 11. Ferner entspricht beispielsweise das Volumen oder die Fläche
des Einbringbereichs der Maske einem Aktivierungsbereich 11. Vor dem Verpressen und
nach dem Einbringen des unterstützenden Materials wird das Einbringmittel aus der
Presse entfernt. Im Anschluss daran wird die Bremsbelagmasse 2 mit dem unterstützenden
Material 12 unter Druck und/oder Hitze zum Bremsbelag 1 verpresst. Statt des Einbringmittels
ist es ebenfalls denkbar, bereits mindestens einen vorgefertigten Aktivierungsbereich
11 in die Bremsbelagmasse einzulegen. Bevorzugt liegt die Bremsbelagmasse 2 als Pulver
oder granulares Medium oder dergleichen vor, in das ein vorgefertigter oder nicht
vorgefertigter Aktivierungsbereich 11 einfach eingebracht werden kann. Es ist auch
denkbar, den Aktivierungsbereich 11 mit dem unterstützenden Material 12 auf die Bremsbelagmasse
2 aufzuspritzen. Der aufgespritzte Aktivierungsbereich 11 härtet aus und kann dann
beispielsweise mit einer weiteren Schicht Bremsbelagmasse 2 bedeckt werden.
[0046] Nach Herstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremsbelages 1 und dem
Einbau eines solchen in einem Nutzfahrzeug 16 wird der Bremsbelag 1, insbesondere
mechanisch und/oder thermisch, durch Ausführen eines Konditionierverfahrens aktiviert.
Wie in Fig. 9 dargestellt, weist das Nutzfahrzeug 16 ein elektronisches Bremssystem
17 auf, welches mindestens ein Steuermodul 18 aufweist. An oder nahe den Bremsbelägen
1 ist jeweils mindestens ein Sensor 19 angeordnet, welcher die wegen der Reibung beim
Bremsen entstehende Reibtemperatur erfasst. Der mindestens eine Sensor 19 kann als
Temperatursensor oder als Drucksensor oder dergleichen ausgebildet sein. Wesentlich
ist, dass ein mittels des mindestens einen Sensors 19 erfasster Wert einer Reibtemperatur
zugeordnet werden kann. Der von dem mindestens einen Sensor 19 erfasste Wert wird
an das Steuermodul 18 geleitet, welches durch die Doppelpfeile 20 angedeutet wird.
In dem Steuermodul 18 ist mindestens eine Tabelle gespeichert, aus welcher zu einer
Reibtemperatur eine dazugehörige Geschwindigkeit und/oder ein benötigtes definiertes
Zeitintervall zum Anlegen eines vorbestimmten Druckes an den Bremsbelag 1 ausgelesen
wird, um eine Aktivierung des Bremsbelages zu erreichen. Das Steuermodul 18 ist zum
Auslesen der gespeicherten Tabelle und zum Auswerten des erfassten Sensorwertes geeignet.
Stellt das Steuermodul 18 des elektronischen Bremssystems 17 fest, dass eine Aktivierung
des Bremsbelages 1 nicht wie vorbestimmt durchgeführt wird, so ist das Steuermodul
18 konfiguriert, den vorbestimmten Druck und/oder die Dauer eines definierten Zeitfensters,
während dessen der vorbestimmte Druck an dem Bremsbelag 1 angelegt ist, zu regulieren.
Bevorzugt ist in dem Steuermodul 18 des elektronischen Bremssystems 17 zur Ausführung
einer solchen Regulierung ein Computerprogram hinterlegt.
[0047] Einzelne Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens zum Herstellen eines Bremsbelags
sind in den Figuren 10a-f schematisch dargestellt. Bei dem Verfahren zum Herstellen
eines Bremsbelags 1 kann ein Einlegen der Belagrückenplatte 7 optional durch ein Einbringen
einer Bindesschicht 10 zwischen der Bremsbelagmasse 2 und der Belagrückenplatte 7
erfolgen oder ergänzt werden. Die Bremsbelagmasse 2 kann in Form eines Pulvers in
die Pressform 22 eingebracht werden. Dies kann manuell, d.h. beispielsweise per Hand
oder per Roboter, gestreut oder eingeblasen oder von einem Band gefördert werden oder
dergleichen und anschließend beispielsweise mit einem Werkzeug 24 manuell oder mit
einem angesteuerten Werkzeug 26 in der Presse 22 verteilt werden (Fig. 10a-d). In
einem ersten Prozessschritt, einen sogenannten ersten Hub, wird in der Presse 22 bzw.
in der Pressform 22 über ein entsprechend ausgeformtes Werkzeug 24, 26 zumindest ein
Teil der eingebrachten Bremsbelagmasse 2 in Form gebracht, wie hierin bereits beschrieben
(siehe Figs 10 a-d). Das in Form bringen der Bremsbelagmasse 2 kann bei geringem Druck
und/oder bei einer Temperatur, wie beispielsweise bis zu 28°C oder einer anderen Temperatur,
geschehen. Das Ausformen des gewünschten Profils kann beispielsweise bei bis zu 28°C
unter Benutzung eines handgeführten Werkzeugs 24 durch einen Bediener erstellt werden
(Fig. 10d).
[0048] Ein Pressen der Bremsbelagmasse 2 und/oder des unterstützenden Materials12 findet
in einem anschließenden zweiten Hub bzw. einem weiteren Prozessschitt statt. Alternativ
kann eine untere eingebrachte Schicht in der Presse 22 bereits beim ersten Ausformen
unter Druck und bei einer Temperaturerhöhung verpresst werden. Nachdem die gewünschte
Form beispielsweise ein Bogen nach oben oder unten gewölbt (Fig. 10a), eine Schräge
(Fig. 10c) oder ein S-Profil (Fig. 10b) oder dergleichen hergestellt wurde, wird eine
Zwischenschicht, d.h. das unterstützende Material 12, zur Aktivierung der Bremsbelagmasse
2 eingebracht. Eine solche Zwischenschicht umfasst das unterstützende Material 12.
Das unterstützende Material 12 kann aufgesprüht (Fig. 10e), getropft (Fig. 10f) oder
auch in Form eines Pulvers aufgebracht werden. Der verbleibende Raum bis zu einer
Oberkante des Werkzeugs 24, 26 wird mit dem Pulver der Bremsbelagmasse 2 gefüllt.
Mit einem planen Stempel (nicht gezeigt) wird anschließend die gesamte Masse umfassend
die Bremsbelagmasse 2 und das unterstützende Material 12 abschließend gepresst.
[0049] Alternativ kann auch manuell per Hand eine entsprechende Geometrie des unterstützenden
Materials 12 ausgeformt werden.
[0050] Die Aktivierungsschicht bzw. Das unterstützende Material 12 kann in flüssiger Form
durch einfaches Eingießen durch eine Blende 28, Auftropfen (Fig. 10f) oder Sprühen
(Fig. 10e), beispielsweise durch die Blende 28, aufgebracht werden. Durch Verwendung
eines entsprechenden Musters in der Blende 28 kann die Verteilung und Schichtstärke
beeinflusst werden. Die Blende 28 kann als ein Sieb ausgebildet sein. Ein Sieb kann
beispielsweise auch beim Einbringen einer Aktivierungsschicht in Form eines Pulvers
zum Einsatz kommen.
[0051] Es versteht sich von selbst, dass die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen
lediglich einen Teil der unter die Erfindung fallenden möglichen Ausführungsformen
abdecken kann. Unter die technische Lehre der Erfindung fällt insbesondere auch die
Kombination der vorgestellten Ausführungsformen.
[0052] Bezugezeichenliste:
- 1
- Bremsbelag
- 2
- Bremsbelagmasse
- 3
- Dicke (der Bremsbelagmasse)
- 4
- Abtragsrichtung
- 5
- Länge (der Bremsbelagmasse)
- 6
- Erstreckungsrichtung
- 7
- Belagrückenplatte
- 8
- Bremsbelaganbindung
- 9
- äußere Schicht
- 10
- Bindeschicht
- 11
- Aktivierungsbereich
- 12
- unterstützendes Material
- 13
- Aktivierungsbereichsdicke
- 14
- gestrichelte Linie
- 15
- Körper
- 16
- Nutzfahrzeug
- 17
- elektronisches Bremssystem
- 18
- Steuermodul
- 19
- Sensor
- 20
- Doppelpfeil
- 22
- Presse bzw. Pressform
- 24
- Werkzeug
- 26
- Werkzeug
- 28
- Blende
1. Bremsbelag (1) einer Bremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, aufweisend:
eine Bremsbelagmasse (2) mit einem vorbestimmten Reibungskoeffizienten, welche nach
einer, insbesondere thermischen oder mechanischen, Aktivierung ein gewünschtes Reib-
und/oder Verschleißverhalten aufweist und ein Verschleißvolumen bereitstellt; und
vorzugsweise eine unterhalb der Bremsbelagmasse (2) angeordneten Bindeschicht (10)
zum Verbinden der Bremsbelagmasse (2) mit einer Belagrückenplatte (7),
- wobei die Bremsbelagmasse (2) mindestens einen Aktivierungsbereich (11) mit einem
die Aktivierung der Bremsbelagmasse (2) unterstützenden Material (12) aufweist.
2. Bremsbelag (1) nach Anspruch 1, wobei das unterstützende Material (12) einen von dem
Reibungskoeffizienten der Bremsbelagmasse (2) abweichenden weiteren Reibungskoeffizienten
aufweist und eine Reibkraft ohne Aktivierung der Bremsbelagmasse (2) bereitstellt.
3. Bremsbelag (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremsbelagmasse
(2) das unterstützende Material (12) in einer Mehrzahl an zueinander beabstandeten
Aktivierungsbereichen (11) aufweist.
4. Bremsbelag (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aktivierungsbereiche
(11) in einer zueinander versetzten Anordnung angeordnet sind, insbesondere wobei
mindestens ein Aktivierungsbereich (11) als Karbidschicht ausgebildet ist.
5. Bremsbelag (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aktivierungsbereiche
(11) in Form von Schichten oder Linien oder Plättchen ausgebildet sind.
6. Bremsbelag (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Aktivierungsbereiche
(11) in Form von, vorzugsweise unterschiedlichen, Pulvern, granularen Medien oder
vorgefertigten sich zweidimensional oder dreidimensional erstreckenden Körpern (15)
ausgebildet sind.
7. Bremsbelag (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine
Aktivierungsbereich (11) ein Profil, insbesondere ein S-förmiges, ein bogenförmiges
Profil, ein diagonales Profil oder dergleichen, aufweist, welches sich durch das Verschleißvolumen
erstreckt.
8. Bremsbelag (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine
Aktivierungsbereich (11) zur Bremsbelagmasse (2) einen unterschiedlichen Härtegrad
und/oder eine unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit aufweist.
9. Bremsbelag (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aktivierungsbereiche
(11) untereinander unterschiedliche Härtegrade und/oder unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten
aufweisen.
10. Bremsbelag (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der mindestens eine Aktivierungsbereich
(11) eine Aktivierungsbereichsdicke (13) aufweist, welche konstant ist oder entlang
einer Richtung, insbesondere entlang der Erstreckungsrichtung (6), variiert.
11. Bremsbelag (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bremsbelag (1) eine
äußere Schicht (9) mit einem vorbestimmten Reibungskoeffizienten aufweist, wobei die
äußere Schicht (9) dazu geeignet ist, bei, insbesondere ersten, Bremsvorgängen eine
vorbestimmte erste Reibkraft zu erzeugen.
12. Verfahren zum Herstellen eines Bremsbelags (1) einer Bremse, insbesondere für ein
Nutzfahrzeug, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
a) Einbringen einer Bremsbelagmasse (2) in eine Presse;
b) Anordnen eines Einbringmittels auf die Bremsbelagmasse (2), wobei das Einbringmittel
mindestens einen Einbringbereich aufweist, in der ein eine Aktivierung unterstützendes
Material (12) eingebracht wird;
c) Entfernen des Einbringmittels aus der Presse;
d) anschließendes Ausformen der Bremsbelagmasse (2) mit dem unterstützenden Material
(12) unter Druck und/oder Hitze.
13. Konditionierverfahren zur, insbesondere thermischen oder mechanischen, Aktivierung
eines Bremsbelages (1) eines Nutzfahrzeuges (16), wobei das Nutzfahrzeug (16) ein
elektronisches Bremssystem mit mindesten ein Steuermodul (18) zum Ausführen einer
elektronisch gesteuerten Bremsung umfasst, wobei das Konditionierverfahren folgenden
Schritt umfasst:
- Anlegen eines vorbestimmten Druckes an den Bremsbelag (1) zum Ausführen der elektronisch
gesteuerten Bremsung, wobei durch den vorbestimmten Druck eine vorbestimmte Reibtemperatur
in den Bremsbelag (1) zum Konditionieren eines vorbestimmten Reib- und/oder Verschleißverhaltens
des Bremsbelages (1) eingetragen wird.
14. Konditionierverfahren nach Anspruch 13, wobei das Anlegen des vorbestimmten Druckes
über das mindestens eine Steuermodul (18) bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit
und/oder für die Dauer eines definierten Zeitintervalls ausgeführt wird.
15. Konditionierverfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die die vorbestimmte Reibtemperatur
mittels mindestens eines Sensors (19), insbesondere mittels eines Temperatur- oder
eines Drucksensors, erfasst wird.
16. Nutzfahrzeug mit einer Bremse und einem elektronischen Bremssystem zum Ausführen einer
elektronisch gesteuerten Bremsung, wobei das elektronische Bremssystem mindesten ein
Steuermodul (18) umfasst, welches dazu konfiguriert ist, eine Bremsung gemäß einem
Konditionierverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15 auszuführen.